(57)【要約】【課題】  勘や、経験によらず要求項目を客観的に満たすポンプのノズル、拡散管を含む諸条件が確定する。【解決手段】  作業時に要求される対象物の種類、物性、吸引量、吸引側実揚程、吸引側距離、吐出側実揚程、吐出側距離に対し、的確なノズル圧力、ノズル口径、拡散管の内径を計算し、全抵抗に見合う吸引量は、エジェクターの性能に必要な２要素というべき揚程と、吸引量を従来のジェットポンプ或いはエジェクターの公知の計算式から導き出し、揚程と、吸引量との直線関係から算出する。【選択図】  図３
2006017044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業の要求項目から、その要求内容に適合する確定項目を決定するジェットポンプの搬送量最適化方法であって、
ジェットポンプは、エジェクター本体と、噴射ノズルと、拡散管との組立体とからなり、エジェクター本体は、筒型で同一軸線上の位置に吸水側端面に整流管、吐出側端面に外管が取り付けられ、胴部に吸引口が開口されたものであり、吸水側端面には、吸水管が取り付けられ、
ノズルは、吸水管内で、整流管の開口と向き合わせに設置され、吸水管の周面一部には整流管の周面に向き合わせて空気導入管が開口されているものであり、
拡散管はエジェクター本体内と、外管内とにまたがって挿入された一定の長さの管であり、吸水管内には、高圧で水が圧入され、負圧を生じ、この負圧によって搬送対象物がエジェクター本体に吸引され、外管の吐出口から目的場所に排出されるものであり、
要求項目は、吸引量：Ｑ  吸引側距離：Ｌｓ  吐出側距離：Ｌｄ  吸引側実揚程：Ｈｒｓ、  吐出側実揚程：Ｈｒｄ  対象物比重：γであり、
確定項目は、ノズル径：ｄｎ  拡散管内径：ｄｐ  ノズル吐出圧：Ｐｎ  ノズル流量：Ｑｎ  最大揚程：Ｈｍａｘ  最大吸引量：Ｑｍａｘであり、
（Ａ）ノズル吐出圧：Ｐｎと、ノズル径：ｄｎとを仮定して最大揚程Ｈｍａｘと、最大吸引量Ｑｍａｘとを特定する処理と、
（Ｂ）吸引管流速と、吐出管流速とを仮定して全抵抗をする処理と、
（Ｃ）全抵抗を仮定して拡散管の内径を決定する処理と、
（Ｄ）算出された前記全抵抗Ｈｔと仮定した前記全抵抗Ｈｔｔとの差を検出する処理とを有し、
算出された前記全抵抗Ｈｔと仮定した前記全抵抗Ｈｔｔとの差が設定誤差以下のときに確定項目を特定することを特徴とするジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項２】
前記（Ｃ）の処理は、準備した管の種類だけ繰り返し行なって全抵抗を算出することを特徴とする請求項１に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項３】
確定項目が、要求項目で要求される条件を満たすかどうかを検証する要求項目検証処理を有し、
要求項目検証処理は、確定項目に得られた条件が要求項目の吸引量を上回るかどうかを検証する処理であることを特徴とする請求項１に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項４】
要求項目検証処理によって得られた吸引量Ｑは、確定項目中の最大揚程Ｈｍａｘと、最大吸引量Ｑｍａｘとの関係から算出されるものであることを特徴とする請求項３に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項５】
要求項目検証処理は、要求項目に与えられた  吸引側距離：Ｌｓ  吐出側距離：Ｌｄ  吸引側実揚程：Ｈｒｓ、  吐出側実揚程：Ｈｒｄ、  対象物比重：γと、確定項目に得られたノズル径：ｄｎ  拡散管内径：ｄｐ  ノズル吐出圧：Ｐｎとを設定条件とし、最大吸引量Ｑｍａｘと、最大揚程Ｈｍａｘとを求め、吸引量と、揚程との関係から全抵抗に対する吸引量を特定する処理を含むものであることを特徴とする請求項３に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項６】
要求項目検証処理は、吸引側の配管抵抗と、吐出側の配管抵抗とを準備された管の種類の数だけ繰り返し行ない、その全抵抗を特定する処理を含むものであることを特徴とする請求項３に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項７】
最大揚程Ｈｍａｘは式、
2006017044.tif 000014
但し：
2006017044.tif 000015
は拡散損失係数
によって算出されるものであることを特徴とする請求項１に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項８】
最大吸引量Ｑｍａｘは式、
Ｑｍａｘ＝Ｑｎ・（２・Ｃｎ２・ε−２・Ｃｎ２・ε２）／（２・Ｃｎ２・ε２−２・Ｃｎ・ε・Ｃｂ+Ｃｂ２）
但し：Ｑｎ：ノズル流量、
2006017044.tif 000016
Ｃｂ：吸引速度
によって算出されるものであることを特徴とする請求項１に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項９】
互いに仕様が異なる２台以上の駆動ポンプを並列運転してエジェクター本体内に駆動水を圧入し、その負圧によって搬送対象物を吸引し、目的場所に搬送するジエットポンプの搬送量最適化方法であって、
使用する複数台の駆動ポンプの共通作動吐出圧を決め、この吐出圧に相当するそれぞれのポンプの性能曲線から決められた駆動ポンプ吐出量と、それぞれの駆動ポンプの吐出圧に適合する吐出量から計算されたノズル径を有するノズルを選定し、選定された口径のノズルをそれぞれの駆動ポンプの吐出ラインの配管にそれぞれ組込み、同時にこのノズルの下流側にノズルに接触する側がノズル径に等しい径で他端は吐出ラインの配管の管径に等しい径のレジューサを組込んで運転を行なうことを特徴とする請求項１に記載のジエットポンプの搬送量最適化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砂、礫、泥、ヘドロなどの搬送対象物を吸引して目的箇所に搬送する際に、作業の要求項目に適合した最適条件を決定するジェットポンプの搬送量最適化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
浚渫作業現場などに発生する砂、礫、泥、ヘドロなどの搬送対象物を吸引して所望箇所に搬送する装置としてジェットポンプがある。この目的で使用する代表的なジェットポンプとして図８に示す構造のノズル（特許文献１，２，３参照）が知られている。このポンプは、図８に示すとおり、噴射ノズル２５と、エネルギー変換チューブ（拡散管）２８とを備え、噴射ノズル２５をエネルギー変換チューブ２８の一端開口（変換エネルギー第１取り出し口）２６に差し込み、エネルギー変換チューブ２８の圧力流体下手側部分に変換エネルギー第２取り出し口（吐出口）２７を設けて成り、噴射ノズル２８から噴射された高圧の流体をその周囲に空気層を形成した状態でエネルギー変換チューブ２８内の空気を加圧しながら流走させて変換エネルギー第２取り出し口２７から揚程圧力として取り出す形式のものである。
【０００３】
このようなジェットポンプを用いて砂、礫、泥、ヘドロなどの搬送対象物を吸引して所定箇所に搬送するためには、吸引量、吸引側実揚程、吐出側実揚程などといった要求項目に適合するジェットポンプを設計しなければならない。特許文献３には、これら要求項目を満たすために必要とされる噴射ノズルからの圧力及びその口径並びにエネルギー変換チューブの内径を求めるのに、次式（１）によって算出することを提案している。すなわち、駆動ポンプの揚程ｐｈの単位をｍとして入力する場合には、
揚程ｐｈ＝（ｐ／ｍ／ａ）×ａｖ・・・・（１）
で表される。但しｐ＝ジェット噴射圧力、ｍはエネルギー変換チューブの断面積でその単位はｍ２、ａは噴射ノズルの断面積であって、単位はｍ２、ａｖは、エネルギー変換チューブ内での圧縮開放による気体膨脹並びに速度エネルギー慣性力を加味した混気ジェットの密度変化率である。特許文献３には、上記計算式によれば、従来のように形成や実験結果のデーターに頼ることなく、確実で正確な揚程圧力を算出できることが強調されている。
【０００４】
しかしながら、通常ポンプの能力を云々する場合は、ポンプの揚程と吐出量との設定が必要であるように、本装置の様なジェットポンプにおいても同じように揚程と吸引量（搬送対象物の吸引量）との関係の設定が必要である。ところが特許文献３の明細書中には、揚程の計算法が開示されているものの、吸引量の計算法については必ずしも明らかにされているわけではない。
【０００５】
もっとも、特許文献３の明細書の記載には、揚水量の計算式として揚水量ｑは、
ｑ＝（（ｍ−ａ）×（√（ｈ×１９．６）））×ｑｘ・・・・（２）
で表されると記述されており、式（２）の計算式によれば、装置の性能は一応想定出来るものの、この揚程と吸引量との関係は依然として不明である。ちなみに、特許文献３に記載された吸引量の計算法は、次の順序で行うとしている。すなわち、
ステップ（１）  比重損失に対する吸引量を算出する。
ステップ（２）  ステップ（１）の吸引量にジェット水量を加える。
ステップ（３）  ステップ（２）の水量が流れる時の管抵抗を計算する。
ステップ（４）  比重損失にステップ（３）で算出した管抵抗を加えて全抵抗を算出する。
ステップ（５）  ステップ（４）に対する吸引量を算出する。
特許文献３に記載された吸引量の計算法では、この吸引量を最終吸引量とみなしている。
【０００６】
しかし、この最終吸引量こそが、最終的に管内を流れるわけで、その時の管抵抗は、上記ステップ（３）での計算値とは当然異なることになる。つまりこの方法では、正確な最終吸引量を出し得ないということである。また、本来、ジェットポンプで加圧された圧力流体を搬送する場合には、吸引ラインと、吐出ラインとの二つのラインが併設されるべきものである。
【０００７】
吸引ライン内は、搬送対象物の吸引量だけが流れ、吐出ライン内は、搬送対象物の吸引量にジェット水量が加わった量の液体が流れる。従って、管抵抗計算もジェット水量が加わった流量で計算されなければならない。ところが、特許文献３に記載された方法では、吸引側と吐出側とを併せた計算が出来ないという問題がある。
【０００８】
さらに、吸引ラインにしろ吐出ラインにしろ、違った口径のラインで繋がれる場合もあり得るが、特許文献３においては、こうした複数の口径の管の組合せによって構成されたラインに対しては計算することができない。そのほか、実際の作業現場においては、要求項目として吸引搬送量、吸引側距離、吐出側距離及び吸引側実揚程、吐出側実揚程が要求されるが、特許文献３ではこれらの諸項目を考慮した計算は、まったく考慮されていないだけでなく、計算をする上に不確定要素が多く、計算結果は経験による決定を待つこととなるといった問題がある。
【特許文献１】特公昭５６−１３２００号公報
【特許文献２】特公昭６２−１２４００号公報
【特許文献３】特許第３４０８３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする課題は、従来の方法では、搬送対象物の全抵抗と吸引量を求めるのに不確定要素が多く、計算結果は経験による決定を待つ以外になく、客観的な計算ができなかった点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、作業現場の要求項目として、圧力流体を噴出する噴出ノズルのノズル径、ノズルと向き合わせに配置された拡散管（特許文献３にいうエネルギー変換チューブ）の内径、吸引側距離、吐出側距離、吸引側実揚程、吐出側実揚程、対象物比重、ノズル圧力が与えられた場合に、最終吸引量計算を理屈に合う形で的確に算出できる点を主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、勘や、経験によらず要求項目を客観的に満たすポンプのノズル、拡散管を含む諸条件が確定されるため、その工事に必要な設備の調達、工期、施工計画を立案して工事依頼者の要求に応ずることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明によるジェットポンプの吸引量制御方法においては、作業時に要求される対象物の種類、物性、吸引量、吸引側実揚程、吸引側距離、吐出側実揚程、吐出側距離に対し、的確なノズル圧力、ノズル口径、拡散管（先行例の「エネルギー変換チューブ」に相当）の内径を計算するものであり、全抵抗に対する吸引量は、エジェクターの性能に必要な２要素というべき揚程と吸引量とを従来のジェットポンプ或いはエジェクターの公知の計算式から導き出し、揚程と、吸引量との直線関係から算出することによって、客観的で正確な実用に供する計算を可能としたものである。本発明においては、吸引ラインを流れる流量は吐出ラインを流れる流量とは違うことは当然であり、その違いを考慮した上で計算をしているので、合理的な結果を得る事が可能となる。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例に用いるジェットポンプの構成を示す。図１において、ジェットポンプはエジェクター本体１と、噴射用のノズル２と、拡散管３との組立体とからなっている。エジェクター本体１は、筒型で同一軸線上の位置に吸水側端面に整流管４、吐出側端面に外管５が取り付けられ、胴部に吸引口６が開口されたものである。吸水側端面には、吸水管７が取り付けられ、吸水管７内には、整流管４の開口と向き合わせに前記ノズル２が設置され、吸水管７の周面一部には整流管４の周面に向き合わせて空気導入管８が開口されている。
【００１４】
拡散管３はエジェクター本体１内と、外管５内とにまたがって挿入された一定の長さの管である。図２において、吸水管７は、吸水打設部の駆動ポンプ９に接続され、吸引口６には例えば土砂などの搬送対象物を搬送する吸引管１０が接続される。駆動ポンプ９を駆動し、水タンク１１内の水を吸水管７に内に高圧で圧入すると、圧入された駆動水は、ノズル２から噴出されてジェット水流となり、水流の側面に負圧を生じ、この負圧によって、吸引管１０から搬送対象物が、また、空気導入管８内から外気が吸引され、吸引された空気は、水流の側壁に沿って、水流を取り囲むエアカーテンとなって搬送対象物を含む水流とともに整流管４を通し、エジェクター本体１の胴部内から拡散管３内に流入し、さらに外管５内を通して吐出口１２から目的場所に排出される。
【００１５】
上記作業を行うためには、要求項目に応じた仕様のジェットポンプが選定使用されるが、本発明においては、ポンプ及びエジェクターについての通常の理論式を基に、要求値に適合するエジェクターのノズルの径、拡散管の内径などの確定項目を決定し、これらの寸法を基にジェットポンプを組み立てるものである。
【００１６】
工事依頼者の要求される要求項目は、搬送対象物の吸引量：Ｑ  吸引側距離：Ｌｓ  吐出側距離：Ｌｄ  吸引側実揚程：Ｈｒｓ  吐出側実揚程：Ｈｒｄ  対象物比重：γである。この要求項目を満たすために必要とされる確定項目は、ノズル径：ｄｎ  拡散管内径：ｄｐ  ノズル吐出圧：Ｐｎ  ノズル流量：Ｑｎ  最大揚程：Ｈｍａｘ  最大吸引量：Ｑｍａｘである。作業の要求項目から、その要求内容に適合する確定項目を決定するための処理として以下の処理が実行される。記号の意味は図２に示す。すなわち、
【００１７】
（Ａ）ノズル吐出圧：Ｐｎと、ノズル径：ｄｎとを仮定して最大揚程Ｈｍａｘと、最大吸引量Ｑｍａｘとを特定する処理、
（Ｂ）吸引管流速と、吐出管流速とを仮定して全抵抗を決定する処理、
（Ｃ）全抵抗を仮定して拡散管の内径を決定する処理、
（Ｄ）算出された前記全抵抗Ｈｔと仮定した前記全抵抗Ｈｔｔとの差を検出する処理を順次行い、算出された前記全抵抗Ｈｔと仮定した前記全抵抗Ｈｔｔとの差が設定誤差以下のときに前記確定項目を特定する。
【００１８】
また、工事に際し、ジェットポンプの吸引側、吐出側配管には、２種以上の管が用いられる。そこで、（Ｃ）の処理は、準備した管の種類だけ繰り返し行なって全抵抗が算出される。さらに、本発明においては、要求項目検証処理として、前記一連の処理によって決定された確定項目が、要求項目で要求される条件を満たすかどうかを検証する処理を有している。この要求項目検証処理は、確定項目で得られた条件が要求項目の吸引量を上回るかどうかを検証する処理であり、要求項目検証処理によって得られた吸引量Ｑは、確定項目中の最大揚程Ｈｍａｘと、最大吸引量Ｑｍａｘとの関係から算出され、要求項目に与えられた  吸引側距離：Ｌｓ  吐出側距離：Ｌｄ  吸引側実揚程：Ｈｒｓ  吐出側実揚程：Ｈｒｄ  対象物比重：γと、確定項目に得られたノズル径：ｄｎ  拡散管内径：ｄｐ  ノズル吐出圧：Ｐｎとを設定条件とし、最大吸引量Ｑｍａｘと、最大揚程Ｈｍａｘとを求め、吸引量と、揚程との関係から全抵抗に対する吸引量を特定する処理を含むものである。
【００１９】
要求項目検証処理も、吸引側の配管抵抗と、吐出側の配管抵抗とを準備された管の種類の数だけ繰り返し行ない、その全抵抗を特定する処理を含むものである。本発明において作業の要求項目から、その要求内容に適合する確定項目を決定する処理は、図３に示すフローの手順に従って行なわれ、前記一連の処理によって決定された確定項目が、要求項目で要求される条件を満たすかどうかを検証する処理は、図４に示すフローの手順に従って行なわれる。
【００２０】
図３において、要求項目から、その要求内容に適合する確定項目を決定する処理において、例えば搬送対象物には、砂（容積Ｑsu、比重γsu、）礫（容積Ｑre、比重γre、）、泥（容積Ｑdo、比重γdo、）、ヘドロ（容積Ｑhe、比重γhe、）が含まれるものとする。したがって、吸引量：Ｑ＝Ｑsu＋Ｑre＋Ｑdo＋Ｑheであり、  対象物比重：γは、各搬送対象物の比重と容積から算出される（表１参照）。
【００２１】
（１）ステップ１
一方、使用すべきジェットポンプのノズル吐出圧：Ｐｎ  ノズル径：ｄｎを仮定し、その値から式（１）によってノズル流速：Ｃｎを算出する。
ノズル流速：Ｃｎ＝√（２・ｇ・１０・Ｐｎ）・・・・・（１）
但し、ｇ：重力加速度である。
【００２２】
（２）ステップ２
ステップ１で求めたノズル流速：Ｃｎから、式（２）によってノズル流量：Ｑｎを算出する。
ノズル流量：Ｑｎ＝π／４・ｄｎ２・Ｃｎ・・・・（２）
【００２３】
（３）ステップ３
拡散管内径ｄｐを仮定し、前記ノズル径ｄｎとから次式（３）に従って拡散損失係数
2006017044.tif 000003
を計算する。
拡散損失係数：
2006017044.tif 000004
・・・・（３）
【００２４】
（４）ステップ４
ステップ３で算出した拡散損失係数
2006017044.tif 000005
の値を基に式（４）によって最大揚程：Ｈｍａｘを算出する。
最大揚程：
2006017044.tif 000006
・・・・（４）
【００２５】
（５）ステップ５
ステップ１及びステップ２で算出したノズル流速Ｃｎ、ノズル流量Ｑｎの値を基に式（５）によって最大吸引量：Ｑｍａｘを算出する。
最大吸引量：Ｑｍａｘ＝Ｑｎ・（２・Ｃｎ２・ε−２・Ｃｎ２・ε２）／（２・Ｃｎ２・ε２−２・Ｃｎ・ε・Ｃｂ+Ｃｂ２）・・・・（５）
但し：
2006017044.tif 000007
、Ｃｂ：吸引速度である。
【００２６】
（６）ステップ６
次に吸引管流速：Ｖｓ  吐出管流速：Ｖｄの値を仮定し、その値を基に式（６）、（７）によって吸引管径：ｄs、吐出管径：ｄdを算出する。
吸引管径：ｄs＝√（Ｑ／Ｖｄ／（π／４））・・・・（６）
吐出管径：ｄd＝√（（Ｑ+Ｑｎ）／Ｖｄ／（π／４））・・・・（７）
【００２７】
（７）ステップ７
次に式（８）によって配管抵抗−吸引側：Ｈｓを算出する。
Ｈｓ＝ｋ・ｌｓ／ｄｓ・Ｖｓ２／（２・ｇ）・・・・（８）
但し、ｋ：抵抗係数  ｌｓ：管長  ｄｓ：管径である。
上記の計算を使用する管の種類数だけ繰返し計算し、終わったらステップ８へ進む。
【００２８】
（８）ステップ８
吸引側又は吐出側全体比重は、表１に示した各種搬送対象物の比重と容積から算出される。
（表１）
対象物                  比重          容積
砂                      γsu            Ｑsu
礫                      γre            Ｑre
泥                      γdo            Ｑdo
ヘドロ                  γhe            Ｑhe
吸引液体（通常は水）      γr＝１．０    Ｑr
ノズルからの液体（水）    γn＝１．０    Ｑn
式（９）によって吸引側全管抵抗：Ｈｓｔを算出する。
吸引側全管抵抗：Ｈｓｔ＝γsu＋γre＋γdo＋γhe・・・・（９）
【００２９】
（９）ステップ９
表１から吸引側比重変化率：γｓ’を算出する。
吸引側比重変化率：γｓ’=（γsu・Ｑsu+γre・Ｑre＋γdo・Ｑdo＋γhe・Ｑhe＋γr・Ｑr）／（Ｑsu＋Ｑre＋Ｑdo＋Ｑhe＋Ｑr）・・・・（１０）
【００３０】
（１０）ステップ１０
ステップ８及び９で算出した吸引側全管抵抗：Ｈｓｔ、吸引側比重変化率：γｓ’の値を基に、式（１１）によって修正吸引側全管抵抗：Ｈｓｔ’を算出する。
修正吸引側全管抵抗：Ｈｓｔ’＝γｓ’・Ｈｓｔ・・・・（１１）
【００３１】
（１１）ステップ１１
要求項目で設定した吸引側実揚程：Ｈｒｓの値と、ステップ９で算出した吸引側比重変化率：γｓ’の値を基に、式（１２）によって修正吸引側実揚程：Ｈｒｓ’を算出する。
修正吸引側実揚程：Ｈｒｓ’＝γｓ’・Ｈｒｓ・・・・（１２）
【００３２】
（１２）ステップ１２
次に式（１３）によって吐出側の配管抵抗：Ｈｄを算出する。
Ｈｄ＝ｋ・ｌｄ／ｄｄ・Ｖｄ２／（２・ｇ）・・・・（１３）
但し、ｋ：抵抗係数  ｌｄ：管長  ｄｄ：管径  
上記の計算を使用する管の種類の数だけ繰返し計算し、終わったらステップ１３へ進む。
【００３３】
（１３）ステップ１３
式（１３）の計算結果から、使用する管の全種類の配管抵抗を加算して吐出側全管抵抗：Ｈｄｔを算出する。
（１４）ステップ１４
表１から吐出側比重変化率：γｄ’を算出する。
吐出側比重変化率：γd’＝（γsu・Ｑsu＋γre・Ｑre＋γdo・Ｑdo＋γhe・Ｑhe＋γr・Ｑr＋γn・Ｑn）／（Ｑsu＋Ｑre＋Ｑdo＋Ｑhe＋Ｑr＋Ｑn）・・・（１４）
【００３４】
（１５）ステップ１５
ステップ１３及び１４で算出した吐出側全管抵抗：Ｈｄｔと吐出側比重変化率：γｄ’の値を基に、式（１５）によって修正吐出側全管抵抗：Ｈｄｔ’を算出する。
修正吐出側全管抵抗：Ｈｄｔ’＝γｄ’・Ｈｄｔ・・・・（１５）
【００３５】
（１６）ステップ１６
要求項目で設定した吐出側実揚程：Ｈｒｄの値とステップ１４で算出した吐出側比重変化率：γｄ’の値を基に、式（１６）によって修正吐出側実揚程：Ｈｒｄ’を算出する。
修正吐出側実揚程：Ｈｒｄ’＝γｄ’・Ｈｒｄ・・・・（１６）
【００３６】
（１７）ステップ１７
ステップ１０，１１，１５，１６で算出した修正吸引側全管抵抗：Ｈｓｔ’、修正吸引側実揚程：Ｈｒｓ’、修正吐出側全管抵抗：Ｈｄｔ’、修正吐出側実揚程：Ｈｒｄ’の値を基に、式（１７）によって算出全抵抗：Ｈｔを算出する。
全抵抗：Ｈｔ＝Ｈｓｔ’＋Ｈｒｓ’（吸引側）＋Ｈｄｔ’＋Ｈｒｄ’（吐出側）・・・・（１７）
【００３７】
（１８）ステップ１８
全抵抗：Ｈｔｔを仮定する。
（１９）ステップ１９
吸引量と揚程との関係が下記式（１８）の場合。
Ｈ／Ｈｍａｘ＋Ｑ／Ｑｍａｘ＝１・・・・（１８）
上の数式において、
2006017044.tif 000008
とすると、
Yを変数とした次の三次方程式が成り立つ。
Ａ・Ｙ３＋Ｂ・Ｙ２＋Ｃ・Ｙ＋Ｄ＝０
尚、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは下記関数で表される。
Ａ=ｆ（Ｃｎ，Ｑｍａｘ，Ｑ）
Ｂ=ｆ（Ｃｎ，Ｃｂ，Ｑｍａｘ，Ｑ）
Ｃ=ｆ（Ｃｎ，Ｃｂ，Ｑｍａｘ，Ｑ，Ｈｔｔ，Ｐｎ）
Ｄ=ｆ（Ｃｎ，Ｑｍａｘ，Ｈｔｔ，Ｐｎ）
Ｃｎ：ノズル流速  Ｃｂ：吸引速度  Ｑｍａｘ：最大吸引量  Ｐｎ：ノズル吐出圧  Ｈ：全抵抗  Ｑ：吸引量（既知）である。
その後、この方程式の３つの解のうち、最適解を決定しこれをＹとする。
【００３８】
（２０）ステップ２０
ステップ１９で算出したＹの値を基に、式（１９）によって拡散管径：ｄｐを算出する。
ｄｐ＝ｄｎ／√（１−√（１−Y２））・・・・（１９）
【００３９】
（２１）ステップ２１
ステップ（２０）の計算結果を基に算出全抵抗Ｈｔを計算し、この値と先に仮定した全抵抗値Ｈｔｔとを比較し、その差の絶対値が設定誤差より大きい場合は、
Ｈｔｔ＝Ｈｔ＋（Ｈｔｔ−Ｈｔ）／２    ・・・・（２０）
として、この値を先の仮定全抵抗Ｈｔｔに再代入し、設定計算回数内で計算を繰返す。こうして、設定誤差内で、Ｈｔ−Ｈｔｔ＜Ｘの場合に、前述の確定項目、すなわち、
ノズル径：ｄｎ  拡散管内径：ｄｐ  ノズル吐出圧：Ｐｎ  ノズル流量：Ｑｎ
最大揚程：Ｈｍａｘ  最大吸引量：Ｑｍａｘが確定される。
【００４０】
なお、ステップ２１において、もし、Ｈｔ−Ｈｔｔ＜Ｘでない場合には、式（２０）に基づいてこの値を先の仮定全抵抗Ｈｔｔに再度代入し、ステップ２２へ進む。
（２２）ステップ２２
ステップ１７からステップ２１までの処理をｎ回繰り返し（ｎは任意の整数）、
ｎ回以下でＨｔ−Ｈｔｔ＜Ｘの条件を満たせばステップ１８へ戻り、ｎ回でもその条件を満たさなければ、ステップ２３に進む。
【００４１】
（２３）ステップ２３
ノズルの吐出圧：Ｐｎとノズル径：ｄｎを仮定し直してステップ１〜ステップ２１を繰り返し、ステップ２１の条件を満たすまで処理を続ける。次に、ステップ２１の結果得られた確定項目の最大吸引量の値が要求項目の吸引量を上回るかどうかを検証するため、要求項目検証処理を行う。要求項目検証処理に設定する項目（設定項目）は、次のとおりである。
ノズル吐出圧：Ｐｎ  ノズル径：ｄｎ  拡散管内径：ｄｐ  対象物比重：γ
吸引側実揚程：Ｈｒｓ  吐出側実揚程：Ｈｒｄ
【００４２】
（２４）ステップ２４
上記設定項目に対し、次式（２１）に従ってノズル流速：Ｃｎを算出する。
ノズル流速：Ｃｎ＝√（２・ｇ・１０・Ｐｎ）・・・・（２１）
但し、ｇ：重力加速度である。
（２５）ステップ２５
ステップ２４で算出したノズル流速：Ｃｎの値と上記設定項目を基に式（２２）によってノズル流量：Ｑｎを算出する。
ノズル流量：Ｑｎ＝π／４・ｄｎ２・Ｃｎ・・・・（２２）
【００４３】
（２６）ステップ２６
上記設定項目に対し、次式（２３）に従って拡散損失係数
2006017044.tif 000009
を算出する。
拡散損失係数：
2006017044.tif 000010
・・・・（２３）
（２７）ステップ２７
ステップ２６で算出した拡散損失係数：
2006017044.tif 000011
の値と上記設定項目を基に式（２４）によって最大揚程：Ｈｍａｘを算出する。
最大揚程：
2006017044.tif 000012
・・・・（２４）
【００４４】
（２８）ステップ２８
ステップ２４，２５で算出したノズル流速：Ｃｎ、ノズル流量：Ｑｎの値を基に式（２５）によって最大吸引量：Ｑｍａｘを算出する。
最大吸引量：Ｑｍａｘ＝Ｑｎ・（２・Ｃｎ２・ε−２・Ｃｎ２・ε２）／（２・Ｃｎ２・ε２−２・Ｃｎ・ε・Ｃｂ+Ｃｂ２）・・・・（２５）
但し：
2006017044.tif 000013
、  Ｃｂ：吸引速度である。
【００４５】
（２９）ステップ２９
次に式（２６）によって配管抵抗−吸引側：Ｈｓを算出する。
配管抵抗−吸引側：Ｈｓ
Ｈｓ＝ｋ・ｌｓ／ｄｓ・Ｖｓ２／（２・ｇ）・・・・（２６）
但し、ｋ：抵抗係数  ｌｓ：管長  ｄｓ：管径  Ｖｓ：流速＝Ｑ／（π／４・ｄｓ２）である。
上記の計算を管種類数だけ繰返し計算し、終わったらステップ３０へ進む。
【００４６】
（３０）ステップ３０
式（２７）によって吸引側全管抵抗：Ｈｓｔを算出する。
吸引側全管抵抗：Ｈｓｔ＝γsu＋γre＋γdo＋γhe・・・・（２７）
（３１）ステップ３１
式（２８）によって吸引側比重変化率：γｓ’を算出する。
吸引側比重変化率：γｓ’=（γsu・Ｑsu+γre・Ｑre＋γdo・Ｑdo＋γhe・Ｑhe＋γr・Ｑr）／（Ｑsu＋Ｑre＋Ｑdo＋Ｑhe＋Ｑr）・・・・（２８）
【００４７】
（３２）ステップ３２
ステップ３０、３１で算出した吸引側全管抵抗：Ｈｓｔ、吸引側比重変化率：γｓ’の値を基に、式（２９）によって修正吸引側全管抵抗：Ｈｓｔ’を算出する。
修正吸引側全管抵抗：Ｈｓｔ’＝γｓ’・Ｈｓｔ・・・・（２９）
（３３）ステップ３３
設定項目で設定した吸引側実揚程：Ｈｒｓの値とステップ３１で算出した吸引側比重変化率：γｓ’の値を基に、式（３０）によって修正吸引側実揚程：Ｈｒｓ’を算出する。
修正吸引側実揚程：Ｈｒｓ’＝γｓ’・Ｈｒｓ・・・・（３０）
【００４８】
（３４）ステップ３４
次に式（３１）によって配管抵抗−吐出側：Ｈｄを算出する。
配管抵抗−吐出側：Ｈｄ
Ｈｄ＝ｋ・ｌｄ／ｄｄ・Ｖｄ２／（２・ｇ）・・・・（３１）
但し、ｋ：抵抗係数  ｌｓ：管長  ｄｄ：管径  Ｖｓ：流速＝（Ｑ+Ｑｎ）／（π／４・ｄｄ２）
上記の計算を管種類数だけ繰返し計算し、終わったらステップ３５へ進む。
【００４９】
（３５）ステップ３５
吐出側全管抵抗：Ｈｄｔを算出する。
（３６）ステップ３６
式（３２）によって吐出側比重変化率：γｄ’を算出する。
吐出側比重変化率：γd’＝（γsu・Ｑsu＋γre・Ｑre＋γdo・Ｑdo＋γhe・Ｑhe＋γr・Ｑr＋γn・Ｑn）／（Ｑsu＋Ｑre＋Ｑdo＋Ｑhe＋Ｑr＋Ｑn）・・・（３２）
吐出側比重変化率：γｄ’を算出する。
【００５０】
（３７）ステップ３７
ステップ３５、３６で算出した吐出側全管抵抗：Ｈｄｔ、吐出側比重変化率：γｄ’の値を基に、式（３３）によって修正吐出側全管抵抗：Ｈｄｔ’を算出する。
修正吐出側全管抵抗：Ｈｄｔ’＝γｄ’・Ｈｄｔ・・・・（３３）
【００５１】
（３８）ステップ３８
設定項目で設定した吐出側実揚程：Ｈｒｄの値とステップ３６で算出した吐出側比重変化率：γｄ’の値を基に、式（３４）によって修正吐出側実揚程：Ｈｒｄ’を算出する。
修正吐出側実揚程：Ｈｒｄ’＝γｄ’・Ｈｒｄ・・・・（３４）
（３９）ステップ３９
ステップ３２，３３，３７，３８で計算した修正吸引側全管抵抗：Ｈｓｔ’、修正吸引側実揚程：Ｈｒｓ’、修正吐出側全管抵抗：Ｈｄｔ’、修正吐出側実揚程：Ｈｒｄ’の値を基に、式（３５）によって算出全抵抗：Ｈｔを算出する。
算出全抵抗：Ｈｔ＝Ｈｓｔ’+Ｈｒｓ’（吸引側）+Ｈｄｔ’+Ｈｒｄ’（吐出側）・・・・（３５）
【００５２】
（４０）ステップ４０
吸引量と揚程との関係式  Ｈ／Ｈｍａｘ＋Ｑ／Ｑｍａｘ＝１・・・・（３６）
式（３６）に、Ｈ（Ｈｔに同じ）、Ｈｍａｘ、Ｑｍａｘを代入することにより
Ａ・Ｑ３+Ｂ・Ｑ２+Ｃ・Ｑ+Ｄ＝０・・・・（３７）
が得られる。式（３７）の三次方程式を解く。
ここに、係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは  ｆ（  ）内の関数であることを表している。
Ａ＝f（ld，dd，ls，ds，γs’）
Ｂ＝f（ld，dd，ls，ds，Ｑn，γs’，Hmax，Ｑmax）
Ｃ＝f（Hard，Hrs，ld，dd，γs’，Ｑn，Hmax，Ｑmax）
Ｄ＝f（Hard，Hrs，ld，dd，γs’，Ｑn，Hmax）
【００５３】
（４１）ステップ４１
ステップ４０の式（３７）の三次方程式の解３つのうち最適解が、最終吸引量であり、その最適解から、最終吸引量：Ｑを決定する。
【００５４】
図５は、最大揚程：Ｈｍａｘと、最大吸引量Ｑｍａｘとの関係から、ステップ４１で決定された最終吸引量Ｑに適合する全抵抗Ｈを確定する要領を示している。図５において、揚程を縦軸に、吸引量を横軸に設定した平面座標に最大揚程：Ｈｍａｘと、最大吸引量Ｑｍａｘをプロットし、両プロットを直線でつなぐことによって右下がりの揚程−吸引量特性直線が得られる。最大揚程Ｈｍａｘの範囲内で決定された全抵抗Ｈを縦軸にプロットし、その値と揚程−吸引量特性直線との交点を求めると、その交点の横軸座標が求める最終吸引量の値となる。
以下に、前記フローの手順に従って工事依頼者から要求された要求項目の条件満たす項目（確定項目）を確定する具体例を示す。
【００５５】
この例では、搬送対象物として砂、ヘドロ、礫を含む搬送対象物を駆動ポンプで吸引した淡水の圧力を作用させて搬送する例である。
要求項目は以下の通りである。
要求吸引量：Ｑｍ３／ｍｉｎ＝（砂）０．５００（ヘドロ）０．３００（礫）０．１００（同時吸引淡水）５．０００
吸引側距離：Ｌｓ＝２０ｍ
吐出側距離：Ｌｄ＝５０ｍ
吸引側実揚程：Ｈｒｓ＝１．０００ｍ
吐出側実揚程：Ｈｒｄ＝１０．０００ｍ
対象物比重（真比重）：γ ＝砂：２．６００、ヘドロ：１．１００、礫：２．６００、
同時吸引淡水：１．０００
吸引管流速（仮定）＝２ｍ／ｓｅｃ 及び  ２．５ｍ／ｓｅｃ
吐出管流速（仮定）＝１．５ｍ／ｓｅｃ 及び  １．８ｍ／ｓｅｃ
ノズル吐出圧力（仮定）＝７．０００ｋｇｆ／ｃｍ２
ノズル径（仮定）＝８０．０００ｍｍ
上記要求項目を前記処理フローにしたがって以下の確定項目を得た。
【００５６】
得られた確定項目は以下の通りである。
ノズル径：ｄｎ＝８０ｍｍ
拡散管内径：ｄｐ＝１７３．１７６ｍｍ
ノズル吐出圧：Ｐｎ＝７ｋｇｆ／ｃｍ２
ノズル流量：Ｑｎ＝１１．１７１ｍ３／ｍｉｎ
最大揚程：Ｈｍａｘ＝２６．６９０ｍ
最大吸引量：Ｑｍａｘ＝１２．０３１ｍ３／ｍｉｎ
搬送対象物吸引量：Q =５．９００ｍ３／ｍｉｎ
次に、上記確定項目について、前記検証処理フローに従い、それぞれの値が要求吸引量を満たすかどうかの検証を行なった。
【００５７】
設定条件は以下の通りである。
要求項目の吸引側距離：Ｌｓ＝２０ｍ
同  吐出側距離：Ｌｄ＝５０ｍ
同  吸引側実揚程：Ｈｒｓ＝１．０００ｍ
同  吐出側実揚程：Ｈｒｄ＝１０．０００ｍ
同  対象物比重：（真比重）γ ＝砂：２．６００、ヘドロ：１．１００、礫：２．６００、 同時吸引淡水：１．０００
確定項目に得られたノズル径ｄｎ＝８０ｍｍ
同  拡散管内径：ｄｐ＝１７３．１７６ｍｍ
同  ノズル吐出圧：Ｐｎ＝７ｋｇｆ／ｃｍ２
検証の結果、全抵抗値に対する搬送対象物吸引量５．９０２ｍ３／ｍｉｎが得られた。この値は要求吸引量を満足していることが確認され、その値をもって最終吸引量として確定された。
【００５８】
以上のように本発明は、ジェットポンプの性能に必要な２要素である揚程と吸引量を、従来のジェットポンプ或いはエジェクターの公知の計算式から導き出し、両者の直線関係を基に計算を展開するものであり、作業時に要求される対象物の種類、物性、吸引量、吸引側実揚程、吸引側距離、吐出側実揚程、吐出側距離に対し、的確なノズル圧力、ノズル口径、拡散管の内径を計算することが出来る。また、ノズル径、拡散管内径、吸引側距離、吐出側距離、吸引側実揚程、吐出側実揚程、対象物比重、ノズル圧力が与えられた後の最終吸引量は、理屈に合う形で的確な数値計算ができる。
【００５９】
以上実施例１においては、一基の駆動ポンプ９から給水された圧力水の供給の下にジェットポンプを運転する例を説明したが、２基以上の駆動ポンプを並列に連結して使用する場合の例を以下に説明する。２基以上の駆動ポンプを並列に組み合わせて使用するには全てのポンプが同じ仕様であることが求められる。その理由は、特に圧力の違うポンプの場合、圧力の高い方のポンプが、圧力の低いポンプ側に負荷を掛け安定した運転が出来ないからである。又ポンプの回転数を変化させ吐出圧を合わせてもこの状態は安定せず、従って、一般的には、仕様が違うポンプの並列使用は行われていない。
【００６０】
しかし、図６（ａ）に示すように仕様の違う２基以上（実施例は２基の場合を示す）の駆動ポンプ９ａ、９ｂ・・・を並列運転し、各駆動ポンプ９ａ、９ｂからの圧力流体をエジェクター本体１に供給して安定して効率のよい現場対応を実現することができる。各駆動ポンプ９ａ、９ｂと、エジェクター本体１とをつなぐ吐出ラインの配管１２ａ、１２ｂ内には、図６（ｂ）に示すようにノズル１３（１３ａ、１３ｂ）と、レジューサ１４（１４ａ、１４ｂ）との対を向き合わせに配設する。
【００６１】
ノズル径を決定するに際しては、まず、使用する複数台のポンプの共通作動吐出圧を決め、この吐出圧に相当する夫々のポンプ９ａ、９ｂの吐出量を図７に示すポンプの性能曲線から決める。次に決められた夫々のポンプ９ａ、９ｂの吐出圧（各ポンプとも同じ）と吐出量に適合するノズル径を計算し、このノズル径を有するノズル１３（１３ａ、１３ｂ）を選定して夫々のポンプの吐出ラインの配管１２ａ、１２bにそれぞれ組込み、同時にこのノズルの下流側にノズルに接触する側がノズル径に等しい径で他端は吐出ラインの配管の管径に等しい径のレジューサ１４（１４ａ、１４ｂ）を組込む。ポンプのノズル径を決定する手順は以下の通りである。すなわち、まず並列運転時のポンプの吐出圧Ｐを決める。
【００６２】
このＰの値を、吐出量軸に平行に延長しポンプ９ａ及びポンプ９ｂの性能曲線との交点を夫々作動点−１及び作動点−２とする。この各交点から、吐出圧（揚程）軸に平行に下に延長し吐出量軸との交点の値を夫々Ｑ1及びＱ2とする。各ポンプの適正ノズル径  ｄｎ （m）は、下記計算式で算出される。
ｄｎ=√（Ｑ・４/π／√（２・ｇ・１０・Ｐ））
尚、ｇ：重力加速度（９．８ｍ／ｓｅｃ２）
Ｑ：ポンプ吐出量（ｍ３／ｓｅｃ）
Ｐ：ポンプ吐出圧（ｋｇｆ／ｃｍ２）
ノズルと、レジューサとの対を組込む位置は、駆動ポンプ９ａ、９ｂに近い所が望ましいが、配管抵抗等を考慮すれば任意の位置でもよい。上記ノズル１３（１３ａ、１３ｂ）とレジューサ１４（１４ａ、１４ｂ）との組を配管内に組み込む各ポンプポンプ９ａ、９ｂの吐出圧が同じに保たれ、ノズルから出た流れがレジューサに調整されて圧力水は整流となって流れ、抵抗増加や管内のキャビテーションを防ぐことができる。これは３基以上の駆動ポンプを並列運転する場合でも同じである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、浚渫工事を始め、ヘドロの回収、流出油の回収、浮遊水草の除去、砂まき、微粉塵の吸引回収、汚染土壌の浄化、深場からの物の吸引引き上げなどの作業を行なうに先立って作業の要求項目に適合したジェットポンプ並びにその配管の最適条件を決定して作業を効率よく進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明を適用するジェットポンプの構成を示す図である。
【図２】本発明のジェットポンプの設置例を示す図である。
【図３】要求項目を満足する確定項目を決定するフロー図である。
【図４】確定項目検証処理フロー図である。
【図５】最終汲み上げ量によって全抵抗を決定する要領を示す図である。
【図６】（ａ）は２基の駆動ポンプを並列に組み合わせて運転する場合の例を示す図、（ｂ）はノズルと、レジューサとの対の組合せを示す図である。
【図７】駆動ポンプの特性を示す図である。
【図８】特許文献３に示されたジェットポンプの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  エジェクター本体
２  ノズル
３  拡散管
４  整流管
５  外管
６  吸引口
７  吸水管
８  空気導入管
９  駆動ポンプ
１０  吸引管
１１  タンク
１２  吐出口
【図１】
2006017044.tif 000017
【図２】
2006017044.tif 000018
【図３】
2006017044.tif 000019
【図４】
2006017044.tif 000020
【図５】
2006017044.tif 000021
【図６】
2006017044.tif 000022
【図７】
2006017044.tif 000023
【図８】
2006017044.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月29日(2004.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
浚渫作業現場などに発生する砂、礫、泥、ヘドロなどの搬送対象物を吸引して所望箇所に搬送する装置としてジェットポンプがある。この目的で使用する代表的なジェットポンプとして図８に示す構造のノズル（特許文献１，２，３参照）が知られている。このポンプは、図８に示すとおり、噴射ノズル２５と、エネルギー変換チューブ（拡散管）２８とを備え、噴射ノズル２５とエネルギー変換チューブ２８とを開口（変換エネルギー第１取り出し口）２６に向き合わせ、エネルギー変換チューブ２８の圧力流体下手側部分に変換エネルギー第２取り出し口（吐出口）２７を設けて成り、噴射ノズル２８から噴射された高圧の流体をその周囲に空気層を形成した状態でエネルギー変換チューブ２８内の空気を加圧しながら流走させて変換エネルギー第２取り出し口２７から揚程圧力として取り出す形式のものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
（３）ステップ３
拡散管内径ｄｐを仮定し、前記ノズル径ｄｎとから次式（３）に従って拡散損失係数
2006017044.tif 000025
を計算する。
拡散損失係数：
2006017044.tif 000026
・・・（３）
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2006017044.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月4日(2005.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業の要求項目から、その要求内容に適合する確定項目を決定するジェットポンプの搬送量最適化方法であって、
ジェットポンプは、エジェクター本体と、噴射ノズルと、拡散管との組立体とからなり、エジェクター本体は、筒型で同一軸線上の位置に吸水側端面に整流管、吐出側端面に外管が取り付けられ、胴部に吸引口が開口されたものであり、吸水側端面には、吸水管が取り付けられ、
ノズルは、吸水管内で、整流管の開口と向き合わせに設置され、吸水管の周面一部には整流管の周面に向き合わせて空気導入管が開口されているものであり、
拡散管はエジェクター本体内と、外管内とにまたがって挿入された一定の長さの管であり、吸水管内には、高圧で水が圧入され、負圧を生じ、この負圧によって搬送対象物がエジェクター本体に吸引され、外管の吐出口から目的場所に排出されるものであり、
要求項目は、吸引量：Ｑ  吸引側距離：Ｌｓ  吐出側距離：Ｌｄ  吸引側実揚程：Ｈｒｓ、  吐出側実揚程：Ｈｒｄ  対象物比重：γであり、
確定項目は、ノズル径：ｄｎ  拡散管内径：ｄｐ  ノズル吐出圧：Ｐｎ  ノズル流量：Ｑｎ  最大揚程：Ｈｍａｘ  最大吸引量：Ｑｍａｘであり、
（Ａ）ノズル吐出圧：Ｐｎ、ノズル径：ｄｎ、拡散管内径：ｄｐの値をそれぞれ仮定し、仮定したそれぞれの値からノズル流量：Ｑｎ、最大揚程：Ｈｍａｘを算出する処理と、
（Ｂ）吸引管流速：Ｖｓ、吐出管流速：Ｖｄの値を、これまでの経験や実績より設定されているデーターから仮定し、それらの値を基に吸引側配管抵抗：Ｈｓと吐出側配管抵抗：Ｈｄを算出し、要求項目の吸引側実揚程および吐出側実揚程を含め、これらの値全てに対し搬送対象物の比重による修正を施して得られた値を合算して全抵抗：Ｈｔを算出する処理と、
（Ｃ）要求項目および搬送対象物の比重などから推測されるおよその全抵抗：Ｈｔｔの値を仮定し、
仮定した全抵抗：Ｈｔｔの値を次式、
Ｈ／Ｈｍａｘ＋Ｑ／Ｑｍａｘ＝１  のＨに代入して計算した値を基に、拡散管径：ｄｐを算出し、
前記算出全抵抗：Ｈｔの値と、仮定した全抵抗：Ｈｔｔとを比較する処理と、
（Ｄ）（Ｃ）の処理によって、比較の結果、Ｈｔ−Ｈｔｔの絶対値が設定誤差Ｘより大きいときには、
Ｈｔｔ＝Ｈｔ＋（Ｈｔｔ−Ｈｔ）／２としたうえで再び（Ｃ）の処理を行い、設定計算回数内で絶対値が設定誤差Ｘより小さくなるまでくり返し、
前記算出全抵抗：Ｈｔの値と、仮定した全抵抗：Ｈｔｔとを比較の結果、Ｈｔ−Ｈｔｔの絶対値が設定誤差Ｘより小さいときには、
確定項目として（Ｃ）の処理で算出された拡散管径ｄｐのほか、前述のノズル径ｄｎ、ノズル吐出圧Ｐｎ、ノズル流量Ｑｎ、最大揚程Ｈｍａｘ、最大吸引量Ｑｍａｘを確定する処理とを有することを特徴とするジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項２】
前記（Ｂ）の処理は、準備した管の種類だけ繰り返し行なって全抵抗を算出することを特徴とする請求項１に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項３】
確定項目が、要求項目で要求される条件を満たすかどうかを検証する要求項目検証処理を有し、
要求項目検証処理は、確定項目に得られた条件が要求項目の吸引量を上回るかどうかを検証する処理であることを特徴とする請求項１に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項４】
要求項目検証処理によって得られた吸引量Ｑは、確定項目中の最大揚程Ｈｍａｘと、最大吸引量Ｑｍａｘとの間の関係式
Ｈ／Ｈｍａｘ＋Ｑ／Ｑｍａｘ＝１
から算出されるものであることを特徴とする請求項３に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項５】
要求項目検証処理は、要求項目に与えられた  吸引側距離：Ｌｓ  吐出側距離：Ｌｄ  吸引側実揚程：Ｈｒｓ、  吐出側実揚程：Ｈｒｄ、  対象物比重：γと、確定項目に得られたノズル径：ｄｎ  拡散管内径：ｄｐ  ノズル吐出圧：Ｐｎとを設定条件とし、最大吸引量Ｑｍａｘと、最大揚程Ｈｍａｘとを求め、吸引量と、揚程との関係式
Ｈ／Ｈｍａｘ＋Ｑ／Ｑｍａｘ＝１
から全抵抗に対する吸引量を特定する処理を含むものであることを特徴とする請求項３に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項６】
要求項目検証処理は、吸引側の配管抵抗と、吐出側の配管抵抗とを準備された管の種類の数だけ繰り返し行ない、その全抵抗を特定する処理を含むものであることを特徴とする請求項３に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項７】
最大揚程Ｈｍａｘは式、
2006017044.tif 000028
但し：
2006017044.tif 000029
は拡散損失係数
によって算出されるものであることを特徴とする請求項１に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項８】
最大吸引量Ｑｍａｘは式、
Ｑｍａｘ＝Ｑｎ・（２・Ｃｎ２・ε−２・Ｃｎ２・ε２）／（２・Ｃｎ２・ε２−２・Ｃｎ・ε・Ｃｂ+Ｃｂ２）
但し：Ｑｎ：ノズル流量、
2006017044.tif 000030
Ｃｂ：吸引速度  Ｃｎ：ノズル流速
によって算出されるものであることを特徴とする請求項１に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項９】
互いに仕様が異なる２台以上の駆動ポンプを並列運転してエジェクター本体内に駆動水を圧入し、その負圧によって搬送対象物を吸引し、目的場所に搬送するジエットポンプの搬送量最適化方法であって、
使用する複数台の駆動ポンプの共通作動吐出圧を決め、この吐出圧に相当するそれぞれのポンプの性能曲線から決められた駆動ポンプ吐出量と、それぞれの駆動ポンプの吐出圧に適合する吐出量から計算されたノズル径を有するノズルを選定し、選定された口径のノズルをそれぞれの駆動ポンプの吐出ラインの配管にそれぞれ組込み、同時にこのノズルの下流側にノズルに接触する側がノズル径に等しい径で他端は吐出ラインの配管の管径に等しい径のレジューサを組込んで運転を行なうことを特徴とする請求項１に記載のジエットポンプの搬送量最適化方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
工事依頼者から要求される要求項目は、搬送対象物の吸引量：Ｑ  吸引側距離：Ｌｓ  吐出側距離：Ｌｄ  吸引側実揚程：Ｈｒｓ、  吐出側実揚程：Ｈｒｄ  対象物比重：γである。この要求項目を満たすために必要とされる確定項目は、ノズル径：ｄｎ  拡散管内径：ｄｐ  ノズル吐出圧：Ｐｎ  ノズル流量：Ｑｎ最大揚程：Ｈｍａｘ  最大吸引量：Ｑｍａｘである。作業の要求項目から、その要求内容に適合する確定項目を決定するための処理として以下の処理が実行される。記号の意味は図２に示す。すなわち、
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
（Ａ）ノズル吐出圧：Ｐｎ、ノズル径：ｄｎ、拡散管内径：ｄｐの値をそれぞれ仮定し、仮定したそれぞれの値からノズル流量：Ｑｎ、最大揚程：Ｈｍａｘを算出する処理と、
（Ｂ）吸引管流速：Ｖｓ、吐出管流速：Ｖｄの値を、これまでの経験や実績より設定されているデーターから仮定し、それらの値を基に吸引側配管抵抗：Ｈｓと吐出側配管抵抗：Ｈｄを算出し、要求項目の吸引側実揚程および吐出側実揚程を含め、これらの値全てに対し搬送対象物の比重による修正を施して得られた値を合算して全抵抗：Ｈｔを算出する処理と、
（Ｃ）要求項目および搬送対象物の比重などから推測されるおよその全抵抗：Ｈｔｔの値を仮定し、
仮定した全抵抗：Ｈｔｔの値を次式、
Ｈ／Ｈｍａｘ＋Ｑ／Ｑｍａｘ＝１  のＨに代入して計算した値を基に、拡散管径：ｄｐを算出し、
前記算出全抵抗：Ｈｔの値と、仮定した全抵抗：Ｈｔｔとを比較する処理と、
（Ｄ）（Ｃ）の処理によって、比較の結果、Ｈｔ−Ｈｔｔの絶対値が設定誤差Ｘより大きいときには、
Ｈｔｔ＝Ｈｔ＋（Ｈｔｔ−Ｈｔ）／２としたうえで再び（Ｃ）の処理を行い、設定計算回数内で絶対値が設定誤差Ｘより小さくなるまでくり返し、
前記算出全抵抗：Ｈｔの値と、仮定した全抵抗：Ｈｔｔとを比較の結果、Ｈｔ−Ｈｔｔの絶対値が設定誤差Ｘより小さいときには、
確定項目として（Ｃ）の処理で算出された拡散管径ｄｐのほか、前述のノズル径ｄｎ、ノズル吐出圧Ｐｎ、ノズル流量Ｑｎ、最大揚程Ｈｍａｘ、最大吸引量Ｑｍａｘを確定する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
（３）ステップ３
仮定した拡散管内径：ｄｐと、前記ノズル径：ｄｎとから次式（３）に従って拡散損失係数
2006017044.tif 000031
を計算する。
拡散損失係数：
2006017044.tif 000032
・・・（３）
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
（７）ステップ７
次に式（８）によって吸引側の配管抵抗：Ｈｓを算出する。
Ｈｓ＝ｋ・ｌｓ／ｄｓ・Ｖｓ２／（２・ｇ）・・・・（８）
但し、ｋ：抵抗係数  ｌｓ：管長  ｄｓ：管径である。
上記の計算を使用する管の種類数だけ繰返し計算し、終わったらステップ８へ進む。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
（１２）ステップ１２
次に式（１３）によって吐出側の配管抵抗：Ｈｄを算出する。
Ｈｄ＝ｋ・ｌｄ／ｄｄ・Ｖｄ２／（２・ｇ）・・・・（１３）
但し、ｋ：抵抗係数  ｌｄ：管長  ｄｄ：管径  
上記の計算を使用する管の種類の数だけ繰返し計算し、終わったらステップ１３へ進む。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
（２１）ステップ２１
ステップ（１７）の計算結果より得られた算出全抵抗Ｈｔの値と、先に仮定した全抵抗値Ｈｔｔとを比較し、その差の絶対値が設定誤差より大きい場合は、
Ｈｔｔ＝Ｈｔ＋（Ｈｔｔ−Ｈｔ）／２    ・・・・（２０）
として、この値を先の仮定全抵抗Ｈｔｔに再代入し、設定計算回数内で計算を繰返す間に、設定誤差をＸとするとこのＸが、Ｈｔ−Ｈｔｔ＜Ｘの場合に、前述の確定項目、すなわち、
ノズル径：ｄｎ  拡散管内径：ｄｐ  ノズル吐出圧：Ｐｎ  ノズル流量：Ｑｎ
最大揚程：Ｈｍａｘ  最大吸引量：Ｑｍａｘが確定される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
なお、ステップ２１において、もし、Ｈｔ−Ｈｔｔ＜Ｘでない場合には、式（２０）に基づいてこの値を先の仮定全抵抗Ｈｔｔに再度代入し、ステップ２２へ進む。
（２２）ステップ２２
ステップ１８からステップ２１までの処理をｎ回繰り返し（ｎは任意の整数）、
ｎ回以下であれば、ステップ１８へ戻り、ｎ回でもその条件を満たさなければ、ステップ２３に進む。なお、ｎ回以下でＨｔ−Ｈｔｔ＜Ｘの条件を満たしたときには、確定項目を決定する処理へ進む。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
（２９）ステップ２９
次に式（２６）によって吸引側の配管抵抗：Ｈｓを算出する。
配管抵抗−吸引側：Ｈｓ
Ｈｓ＝ｋ・ｌｓ／ｄｓ・Ｖｓ２／（２・ｇ）・・・・（２６）
但し、ｋ：抵抗係数  ｌｓ：管長  ｄｓ：管径  Ｖｓ：流速＝Ｑ／（π／４・ｄｓ２）である。
上記の計算を管種類数だけ繰返し計算し、終わったらステップ３０へ進む。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
（３４）ステップ３４
次に式（３１）によって吐出側の配管抵抗：Ｈｄを算出する。
吐出側の配管抵抗：Ｈｄ
Ｈｄ＝ｋ・ｌｄ／ｄｄ・Ｖｄ２／（２・ｇ）・・・・（３１）
但し、ｋ：抵抗係数  ｌｓ：管長  ｄｄ：管径  Ｖｓ：流速＝（Ｑ+Ｑｎ）／（π／４・ｄｄ２）
上記の計算を管種類数だけ繰返し計算し、終わったらステップ３５へ進む。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2006017044.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月1日(2005.7.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業の要求項目から、その要求内容に適合する確定項目を決定するジェットポンプの搬送量最適化方法であって、
ジェットポンプは、エジェクター本体と、噴射ノズルと、拡散管との組立体とからなり、エジェクター本体は、筒型で同一軸線上の位置に吸水側端面に整流管、吐出側端面に外管が取り付けられ、胴部に吸引口が開口されたものであり、吸水側端面には、吸水管が取り付けられ、
ノズルは、吸水管内で、整流管の開口と向き合わせに設置され、吸水管の周面一部には整流管の周面に向き合わせて空気導入管が開口されているものであり、
拡散管はエジェクター本体内と、外管内とにまたがって挿入された一定の長さの管であり、吸水管内には、高圧で水が圧入され、負圧を生じ、この負圧によって搬送対象物がエジェクター本体に吸引され、外管の吐出口から目的場所に排出されるものであり、
要求項目は、吸引量：Ｑ  吸引側距離：Ｌｓ  吐出側距離：Ｌｄ  吸引側実揚程：Ｈｒｓ、  吐出側実揚程：Ｈｒｄ  対象物比重：γであり、
確定項目は、ノズル径：ｄｎ  拡散管内径：ｄｐ  ノズル吐出圧：Ｐｎ  ノズル流量：Ｑｎ  最大揚程：Ｈｍａｘ  最大吸引量：Ｑｍａｘであり、
（Ａ）ノズル吐出圧：Ｐｎ、ノズル径：ｄｎ、拡散管内径：ｄｐの値をそれぞれ仮定し、仮定したそれぞれの値からノズル流量：Ｑｎ、最大揚程：Ｈｍａｘを算出する処理と、
（Ｂ）吸引管流速：Ｖｓ、吐出管流速：Ｖｄの値を、これまでの経験や実績より設定されているデーターから仮定し、それらの値を基に吸引側配管抵抗：Ｈｓと吐出側配管抵抗：Ｈｄを算出し、要求項目の吸引側実揚程および吐出側実揚程を含め、これらの値全てに対し搬送対象物の比重による修正を施して得られた値を合算して全抵抗：Ｈｔを算出する処理と、
（Ｃ）要求項目および搬送対象物の比重などから推測されるおよその全抵抗：Ｈｔｔの値を仮定し、
仮定した全抵抗：Ｈｔｔの値を次式、
Ｈ／Ｈｍａｘ＋Ｑ／Ｑｍａｘ＝１  のＨに代入して計算した値を基に、拡散管径：ｄｐを算出し、算出された拡散管径：ｄｐによって特定された前記算出全抵抗：Ｈｔの値と、仮定した全抵抗：Ｈｔｔの値とを比較する処理と、
（Ｄ）（Ｃ）の処理によって、比較の結果、Ｈｔ−Ｈｔｔの絶対値が設定誤差Ｘより大きいときには、
Ｈｔｔ＝Ｈｔ＋（Ｈｔｔ−Ｈｔ）／２としたうえで再び（Ｃ）の処理を行い、設定計算回数内で絶対値が設定誤差Ｘより小さくなるまでくり返し、
前記算出全抵抗：Ｈｔの値と、仮定した全抵抗：Ｈｔｔとを比較の結果、Ｈｔ−Ｈｔｔの絶対値が設定誤差Ｘより小さいときには、
確定項目として（Ｃ）の処理で算出された拡散管径ｄｐのほか、前述のノズル径ｄｎ、ノズル吐出圧Ｐｎ、ノズル流量Ｑｎ、最大揚程Ｈｍａｘ、最大吸引量Ｑｍａｘを確定する処理とを有することを特徴とするジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項２】
前記（Ｂ）の処理は、準備した管の種類だけ繰り返し行なって全抵抗を算出することを特徴とする請求項１に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項３】
確定項目が、要求項目で要求される条件を満たすかどうかを検証する要求項目検証処理を有し、
要求項目検証処理は、確定項目に得られた条件が要求項目の吸引量を上回るかどうかを検証する処理であることを特徴とする請求項１に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項４】
要求項目検証処理によって得られた吸引量Ｑは、確定項目中の最大揚程Ｈｍａｘと、最大吸引量Ｑｍａｘとの間の関係式
Ｈ／Ｈｍａｘ＋Ｑ／Ｑｍａｘ＝１
から算出されるものであることを特徴とする請求項３に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項５】
要求項目検証処理は、要求項目に与えられた  吸引側距離：Ｌｓ  吐出側距離：Ｌｄ  吸引側実揚程：Ｈｒｓ、  吐出側実揚程：Ｈｒｄ、  対象物比重：γと、確定項目に得られたノズル径：ｄｎ  拡散管内径：ｄｐ  ノズル吐出圧：Ｐｎとを設定条件とし、最大揚程Ｈｍａｘと最大吸引量Ｑｍａｘとを求め、吸引量と、揚程との関係式
Ｈ／Ｈｍａｘ＋Ｑ／Ｑｍａｘ＝１
から全抵抗に対する吸引量を特定する処理を含むものであることを特徴とする請求項３に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項６】
要求項目検証処理は、吸引側の配管抵抗と、吐出側の配管抵抗とを準備された管の種類の数だけ繰り返し行ない、その全抵抗を特定する処理を含むものであることを特徴とする請求項３に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項７】
最大揚程Ｈｍａｘは式、
2006017044.tif 000034
但し：
2006017044.tif 000035
は拡散損失係数
によって算出されるものであることを特徴とする請求項１に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項８】
最大吸引量Ｑｍａｘは式、
Ｑｍａｘ＝Ｑｎ・（２・Ｃｎ２・ε−２・Ｃｎ２・ε２）／（２・Ｃｎ２・ε２−２・Ｃｎ・ε・Ｃｂ+Ｃｂ２）
但し：Ｑｎ：ノズル流量、
2006017044.tif 000036
Ｃｂ：吸引速度  Ｃｎ：ノズル流速
によって算出されるものであることを特徴とする請求項１に記載のジェットポンプの搬送量最適化方法。
【請求項９】
互いに仕様が異なる２台以上の駆動ポンプを並列運転してエジェクター本体内に駆動水を圧入し、その負圧によって搬送対象物を吸引し、目的場所に搬送するジエットポンプの搬送量最適化方法であって、
使用する複数台の駆動ポンプの共通作動吐出圧を決め、この吐出圧に相当するそれぞれのポンプの性能曲線から決められた駆動ポンプ吐出量と、それぞれの駆動ポンプの吐出圧に適合する吐出量から計算されたノズル径を有するノズルを選定し、選定された口径のノズルをそれぞれの駆動ポンプの吐出ラインの配管にそれぞれ組込み、同時にこのノズルの下流側にノズルに接触する側がノズル径に等しい径で他端は吐出ラインの配管の管径に等しい径のレジューサを組込んで運転を行なうことを特徴とする請求項１に記載のジエットポンプの搬送量最適化方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
（Ａ）ノズル吐出圧：Ｐｎ、ノズル径：ｄｎ、拡散管内径：ｄｐの値をそれぞれ仮定し、仮定したそれぞれの値からノズル流量：Ｑｎ、最大揚程：Ｈｍａｘを算出する処理と、
（Ｂ）吸引管流速：Ｖｓ、吐出管流速：Ｖｄの値を、これまでの経験や実績より設定されているデーターから仮定し、それらの値を基に吸引側配管抵抗：Ｈｓと吐出側配管抵抗：Ｈｄを算出し、要求項目の吸引側実揚程および吐出側実揚程を含め、これらの値全てに対し搬送対象物の比重による修正を施して得られた値を合算して全抵抗：Ｈｔを算出する処理と、
（Ｃ）要求項目および搬送対象物の比重などから推測されるおよその全抵抗：Ｈｔｔの値を仮定し、
仮定した全抵抗：Ｈｔｔの値を次式、
Ｈ／Ｈｍａｘ＋Ｑ／Ｑｍａｘ＝１  のＨに代入して計算した値を基に、拡散管径：ｄｐを算出し、算出された拡散管径：ｄｐによって特定された前記算出全抵抗：Ｈｔの値と、仮定した全抵抗：Ｈｔｔの値とを比較する処理と、
（Ｄ）（Ｃ）の処理によって、比較の結果、Ｈｔ−Ｈｔｔの絶対値が設定誤差Ｘより大きいときには、
Ｈｔｔ＝Ｈｔ＋（Ｈｔｔ−Ｈｔ）／２としたうえで再び（Ｃ）の処理を行い、設定計算回数内で絶対値が設定誤差Ｘより小さくなるまでくり返し、
前記算出全抵抗：Ｈｔの値と、仮定した全抵抗：Ｈｔｔとを比較の結果、Ｈｔ−Ｈｔｔの絶対値が設定誤差Ｘより小さいときには、
確定項目として（Ｃ）の処理で算出された拡散管径ｄｐのほか、前述のノズル径ｄｎ、ノズル吐出圧Ｐｎ、ノズル流量Ｑｎ、最大揚程Ｈｍａｘ、最大吸引量Ｑｍａｘを確定する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
（２１）ステップ２１
ステップ（２０）の計算結果を基に算出抵抗Ｈｔを計算し、さらに仮定したＨｔｔの値を基に算出した拡散管内径ｄｐをステップ３の式（３）に代入して、改めて計算したＨｔの値と、Ｈｔｔとの差を比較し、その差の絶対値が設定誤差より大きい場合は、
Ｈｔｔ＝Ｈｔ＋（Ｈｔｔ−Ｈｔ）／２    ・・・・（２０）
として、この値を先の仮定全抵抗Ｈｔｔに再代入し、設定計算回数内で計算を繰返す間に、設定誤差をＸとするとこのＸが、Ｈｔ−Ｈｔｔ＜Ｘの場合に、前述の確定項目、すなわち、
ノズル径：ｄｎ  拡散管内径：ｄｐ  ノズル吐出圧：Ｐｎ  ノズル流量：Ｑｎ
最大揚程：Ｈｍａｘ  最大吸引量：Ｑｍａｘが確定される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2006017044.tif 000037